Det är svårt att klara sig utan lysdioder vid utformning av elektronisk utrustning såväl som vid tillverkning av ekonomiska belysningsenheter. Deras tillförlitlighet, enkel installation och relativa billighet lockar uppmärksamhet hos utvecklare av hushålls- och industrilampor. Därför är många användare intresserade av kretslösningar för att sätta på lysdioden, vilket innebär direktmatning av fasspänning till den. Det kommer att vara användbart för icke-specialister inom elektronik och el att lära sig att ansluta en LED till 220V.
Diodtekniska funktioner
Per definition är en LED, vars kretsar liknar en konventionell diod, samma halvledare som passerar ström i en riktning och avger ljus när den strömmar. Dess arbetsförbindelse är inte konstruerad för höga spänningar, därför räcker det bara några volt för att lysa upp LED-elementet. En annan egenskap hos denna enhet är behovet av att mata en konstant spänning till den, eftersom vid växlande 220 volt blinkar lysdioden vid nätfrekvensen (50 Hertz). Man tror att det mänskliga ögat inte svarar på sådana blinkningar och att de inte skadar det. Men enligt de nuvarande standarderna är det fortfarande nödvändigt att använda en konstant potential för dess drift. Annars är det nödvändigt att tillämpa särskilda skyddsåtgärder mot farliga backspänningar.
De flesta proverna av belysningsutrustning, där dioder används som belysningselement, är anslutna till nätverket via speciella omvandlare - drivrutiner. Dessa enheter är nödvändiga för att få konstant 12, 24, 36 eller 48 volt från den ursprungliga nätspänningen. Trots deras stora spridning i vardagen är situationer inte ovanliga när omständigheterna tvingar oss att klara oss utan förare. I detta fall är det viktigt att kunna slå på lysdioder i 220 V.
LED-stolpar
För att bekanta dig med omkopplingsscheman och ledningar för diodelementet måste du ta reda på hur lysdioden ser ut. Som en grafisk benämning används en triangel, vid vilken ett av hörnen ligger en kort vertikal remsa - i diagrammet kallas det katoden. Det anses vara en utgång för likström som strömmar in från baksidan. Det finns en positiv potential från strömkällan och därför kallas ingångskontakten för anoden (analogt med vakuumrör).
Lysdioderna som produceras av branschen har bara två ledningar (mindre ofta - tre eller till och med fyra). Det finns tre sätt att bestämma deras polaritet:
- en visuell metod som låter dig bestämma anod för ett element genom ett karakteristiskt utsprång på ett av benen;
- använda en multimeter i "Diodtest" -läget;
- med hjälp av en strömförsörjningsenhet med konstant utspänning.
För att bestämma polariteten på det andra sättet är den positiva änden av testmätkabeln i röd isolering ansluten till en kontaktdiod på dioden och den svarta negativa änden till den andra. Om enheten visar en framspänning i storleksordningen en halv volt, är anoden placerad på den positiva ändsidan. Om oändlighetstecknet eller "0L" visas på displaykortet är katoden placerad i denna ände.
När man testar från en 12-volts strömförsörjning ska dess plus anslutas till ena änden av lysdioden genom ett 1 kΩ begränsningsmotstånd. Om dioden lyser är dess anod på plussidan av strömförsörjningen, och om inte, i andra änden.
Anslutningsmetoder
Det enklaste sättet att lösa problemet med omvänd spänning som inte är tillåten för en diod är att installera ett extra motstånd i serie med det, vilket kan begränsa 220 volt. Detta element kallas ett släckningselement, eftersom det "släpper ut" överflödig kraft på sig själv och lämnar lysdioden 12-24 volt nödvändig för dess drift.
Att installera begränsningsmotståndet i serie löser också problemet med diodövergångens omvänd spänning, som reduceras till samma värden. Som en modifiering av seriekoppling med spänningsbegränsning beaktas en blandad eller kombinerad krets för anslutning av lysdioder på 220 V. I den finns flera parallellkopplade dioder per motstånd i seriemotstånd.
Anslutningen av LED kan organiseras enligt ett schema där en konventionell diod används istället för ett motstånd, som har en hög omvänd nedbrytningsspänning (företrädesvis upp till 400 volt eller mer). För dessa ändamål är det mest bekvämt att ta en typisk produkt av märket 1N4007 med en indikator på upp till 1000 volt som anges i egenskaperna. När den installeras i en seriekrets (till exempel vid tillverkning av en krans), korrigeras den omvända delen av vågen med en halvledardiod. I det här fallet utför den funktionen som en shunt som skyddar ljuselementets chip från nedbrytning.
Förbi LED-lampan med en konventionell diod (antiparallell anslutning)
En annan vanlig variant av att "neutralisera" den omvända halvvågen är att använda, tillsammans med ett släckningsmotstånd, en annan lysdiod som är ansluten parallellt och mot det första elementet. I denna krets "stängs" omvänd spänning genom den parallellkopplade dioden och begränsas av ett ytterligare motstånd i serie.
Denna anslutning av två lysdioder liknar den tidigare versionen, men med en skillnad. Var och en av dem arbetar med "sin egen" del av sinusformen, vilket ger ett annat element med nedbrytningsskydd.
En betydande nackdel med anslutningsschemat genom ett dämpningsmotstånd är en betydande mängd oproduktiv kraft som förbrukas av tomgång.
Detta bekräftas av följande exempel. Låt ett dämpningsmotstånd på 24 kΩ och en LED med en driftsström på 9 mA användas. Kraften som släpps ut på motståndet kommer att vara lika med 9x9x24 = 1944 mW (efter avrundning - cirka 2 watt). För att motståndet ska fungera i optimalt läge väljs det med ett P-värde på minst 3 W. På själva lysdioden förbrukas en mycket försumbar del av energin.
Å andra sidan, när man använder flera LED-element anslutna i serie, är det inte tillrådligt att installera ett släckningsmotstånd på grund av deras optimala luminiscensläge. Om du väljer ett mycket litet nominellt motstånd kommer det snabbt att brinna ut på grund av den höga strömmen och den betydande strömavledningen. Därför är det mer naturligt att utföra funktionen för ett strömbegränsande element i en växelströmskrets till en kondensator, på vilken energi inte går förlorad.
Begränsning av kondensatorn
Den enklaste kretsen för att ansluta lysdioder genom en begränsande kondensator C kännetecknas av följande funktioner:
- laddningskedjor och urladdning tillhandahålls för att säkerställa driftsätten för det reaktiva elementet;
- ytterligare en LED krävs för att skydda huvudet från omvänd spänning;
- för att beräkna kondensatorns kapacitans används en empiriskt erhållen formel, i vilken specifika tal är substituerade.
För att beräkna värdet på det nominella C måste du multiplicera strömmen i kretsen med faktorn 4.45 härledd empiriskt. Därefter ska den resulterande produkten delas med skillnaden mellan begränsningsspänningen (310 volt) och dess nedgång på lysdioden.
Som ett exempel kan du överväga att ansluta en kondensator till en RGB eller vanlig LED-diod med ett spänningsfall över dess förbindning lika med 3 volt och en ström genom den på 9 mA. Enligt den betraktade formeln kommer dess kapacitet att vara 0,13 μF. För att införa en korrigering för dess exakta värde bör man komma ihåg att värdet på denna parameter påverkas mer av den aktuella komponenten.
Den empiriska formeln som utarbetats empiriskt gäller endast för beräkning av kapaciteter och parametrar för 220 V-lysdioder installerade i nätverk med en frekvens på 50 Hz. I andra frekvensområden för matningsspänningar (till exempel i omvandlare) måste faktorn 4.45 beräknas om.
Nyanserna med att ansluta till ett 220 Volt nätverk
När du använder olika system för att ansluta en LED till ett 220 V-nätverk är vissa nyanser möjliga, med hänsyn till vilket hjälper till att undvika elementära fel vid omkoppling av elektriska kretsar. De är främst relaterade till mängden ström som strömmar genom kretsen när ström appliceras på den. För att förstå dem måste du överväga en enkel enhet som bakgrundsbelysning för dekoration, bestående av en hel uppsättning LED-element eller en vanlig lampa baserad på dem.
Betydande uppmärksamhet ägnas åt funktionerna i processerna som inträffar i strömbrytaren vid strömtillförseln. För att säkerställa det "mjuka" sättet att slå på kommer det att vara nödvändigt att lödda ett dämpningsmotstånd och en LED-indikator som indikerar på-tillståndet parallellt med dess kontakter.
Motståndsvärdet väljs enligt de metoder som beskrivits tidigare.
Först efter omkopplaren med ett motstånd i kretsen är själva bandet med LED-elementens chips. Det tillhandahåller inte skyddsdioder, så värdet på dämpningsmotståndet väljs baserat på strömmen som strömmar genom kretsen, det bör inte överstiga ett värde i storleksordningen 1 mA.
LED-indikatorlampan i denna krets fungerar som en belastning, vilket ytterligare begränsar strömmen. På grund av sin lilla storlek lyser den väldigt svagt, men det räcker nog för nattläget. Under inverkan av den omvända halvvågen släcks spänningen delvis över motståndet, vilket skyddar dioden från oönskad nedbrytning.
Isförare krets för 220 volt
Ett mer pålitligt sätt att driva lysdioderna från nätverket är att använda en speciell omvandlare eller drivrutin som sänker spänningen till en säker nivå. Huvudsyftet med föraren för en 220 volts LED är att begränsa strömmen genom den inom det tillåtna värdet (enligt passet). Den innehåller en spänningsdrivare, en likriktarbro och en strömstabiliserande mikrokrets.
Föraralternativ utan strömstabilisator
- vid användning av en utgångsstabilisator reduceras krusningsamplituden signifikant;
- i det här fallet går en del av kraften förlorad på själva mikrokretsen, vilket påverkar ljusstyrkan i glödet från de emitterande enheterna;
- vid användning av en stor kapacitet filtreringselektrolyt istället för en patentskyddad stabilisator, är pulsationerna inte helt utjämnade utan förblir inom acceptabla gränser.
När du gör föraren själv kan kretsen förenklas genom att ersätta utgångsmikrokretsen med en elektrolyt.
Anslutningssäkerhet
När du arbetar med en krets för att ansluta dioder till ett 220 Volt nätverk är den största faran en begränsande kondensator som är ansluten i serie med dem. Under påverkan av nätspänningen laddas den till ett potentiellt farligt för människor. För att undvika problem i denna situation rekommenderas:
- tillhandahålla en speciell urladdningsmotståndskedja i kretsen, styrd av en separat knapp;
- om detta inte är möjligt bör kondensatorn urladdas med en skruvmejsel innan du startar tinkturen efter att ha kopplats från nätverket.
- installera inte polära kondensatorer i diodmatningskretsen, vars motström når värden som kan "bränna ut" kretsen.
Det är möjligt att ansluta 220 volt LED-element endast med hjälp av speciella element som introduceras i kretsen dessutom. I det här fallet kan du göra utan en nedåtgående transformator och strömförsörjning, som traditionellt används för att ansluta lågspänningsbelysning. Huvuduppgiften för de ytterligare elementen i 220V LED-anslutningskretsen är att begränsa och korrigera strömmen genom den och också att skydda halvledarkopplingen från den omvända halvvågen.
